5 октября 1998 года журнал Physical Review Letters опубликовал в выпуске 81 статью под названием:
Указание, по данным Pioneer 10/11, Galileo и Ulysses, на кажущееся аномальное, слабое, дальнодействующее ускорение.
Джон Д. Андерсон, Филип А. Лэйнг, Юнис Л. Лау, Энтони С. Лю, Майкл Мартин Ньето и Слава Г. Турышев
.....Ссылка: номера PACS: 04.80.-y, 95.Eg, 95.55.Pe
.....Ниже приводится аннотация, сначала на английском, затем её перевод на французский:
| ...Радиометрические данные с космических аппаратов Pioneer 10/11, Galileo и Ulysses указывают на кажущееся аномальное, постоянное ускорение, действующее на космические аппараты с величиной 8,5 x 10-8 см/с2, направленное к Солнцу. Для анализа данных использовались два независимых кода и физические стратегии. Ряд потенциальных причин был исключён. Мы обсуждаем будущие кинематические тесты и возможные источники сигнала. |
| ...Радиосигналы, испускаемые зондами Pioneer 10, Pioneer 11 и зондом Ulysses, свидетельствуют об аномальном ускорении, направленном к Солнцу, порядок величины которого составляет 8,5 x 10-8 см/с2. Для анализа полученных данных использовались две независимые расчётные программы. Некоторые потенциальные причины удалось исключить. Обсуждаются будущие кинематические тесты и ставится вопрос о происхождении этого явления. |
Pioneer X
.....Далее следует резюме статьи с некоторыми выдержками.
....Исследование дальних планет началось в 72 году с запуска Pioneer 10, за которым последовал Pioneer 11 в 73 году. После гравитационного манёвра при пролёте Юпитера и Сатурна оба зонда вышли на гиперболические траектории, которые заставят их покинуть Солнечную систему. Хотя Pioneer 10 всё ещё передаёт сигналы, НАСА официально прекратило эту миссию 31 марта 1997 года, когда зонд находился на расстоянии 67 астрономических единиц от Солнца. Радиосистема Pioneer 11, в свою очередь, вышла из строя первого октября 1990 года, когда этот второй зонд находился на расстоянии 30 астрономических единиц от Солнца. Как бы то ни было, благодаря их превосходной стабилизации вращением эти зонды являются очень хорошими аппаратами для динамических исследований. Измерения ускорения (фактически замедления) могут быть выполнены путём распределения измерений на пять дней, что приводит к точности оценки ~ 10-10 см/с2. Таким образом, были проанализированы траектории этих двух аппаратов в JPL (Лаборатория реактивного движения, отдел DSN (Сеть дальнего космоса)). В этом типе анализа, очевидно, учитывались возмущения от планет, радиационное давление, эффект межпланетной среды, эффекты Общей теории относительности. Словом, были приняты все меры предосторожности, чтобы получить результат анализа, исключающий все известные причины отклонений от простой кеплеровской траектории. Начиная с 1980 года, когда эффектом радиационного давления (который убывает как r-2) можно было пренебречь, — а он при расстоянии в 20 астрономических единиц вызывает ускорение менее 5 x 10-8 см/с2, — анализы выявили аномальную компоненту замедления, «ускорение, направленное к Солнцу» (если использовать термин из статьи), типичное значение которого составляло: (8 ± 3) 10-8 см/с2. Мы тогда предположили, что этот эффект может быть обусловлен:
- гравитационным полем пояса Койпера
- гравитационным полем галактики
- ошибками в эфемеридах
- типовыми ошибками в оценке положения Земли
- явлениями прецессии и нутации.
....Но ни одна из этих «сил» не могла оправдать такой эффект: не хватало трёх порядков величины. Затем мы вообразили, что явление может быть обусловлено снижением мощности генераторов электроэнергии на плутонии. Но эта причина была исключена, поскольку, будь это так, явление менялось бы во времени в зависимости от снижения мощности этих бортовых источников электроэнергии. Таким образом, мы пришли к выводу, что зонды испытывают ускорение, направленное к Солнцу, равное:
....- ( 8.09 ± 0.20 ) 10-8 см/с2 для Pioneer 10
....- ( 8.56 ± 0.15 ) 10-8 см/с2 для Pioneer 11
....Эти значения не изменялись при чувствительности 2 10-8 см/с2 в диапазоне расстояний от 40 до 60 астрономических единиц. Мы тогда подумали об эффекте силы сопротивления, о действии вязкости окружающей среды, пропорциональной скорости зондов. Но это было мало правдоподобно, поскольку траектории этих двух зондов довольно сильно отличаются от радиальной траектории по отношению к Солнцу.
...Мы тогда расширили наши анализы на два других зонда: Galileo и зонд Ulysses, траектория которого находится вне плоскости эклиптики. Было доступно огромное количество данных, касающихся измерений методом доплеровского эффекта. Быстро выяснилось, что извлечь что-либо из данных, связанных с зондом Galileo, невозможно, учитывая незначительный эффект радиационного давления, связанного с Солнцем. Напротив, анализ данных, касающихся Ulysses, выявил ускорение неизвестного происхождения, всё ещё направленное к Солнцу, равное:
...- ( 12 ± 3 ) 10-8 см/с2
...Обнаружив то же явление с этим третьим аппаратом, мы тогда подумали, что это может быть ошибка, связанная с используемым кодом. Поэтому мы сменили инструмент анализа, используя CHASMP (Compact High Accuracy Motion Program): никаких изменений. Мы пришли к тому, чтобы предположить, что атомные часы могут «дрейфовать во времени» или даже давать разные значения в разных точках Земли (...).
...Тем не менее, для Galileo было обнаружено то же явление ( 8 ± 3 ) 10-8 см/с2: но близость Солнца означала, что тогда это значение было практически равно значению, вытекающему из эффекта радиационного давления (которым, напротив, можно было полностью пренебречь для Pioneer 10, Pioneer 11 и Ulysses).
...Затем мы подумали о некоем неизвестном взаимодействии между фотонами, исходящими от волн, и солнечным ветром (...). Обсуждения затем коснулись будущих миссий, таких как «Pluto Express» и «Solar Probe».
..Мы задались вопросом, не может ли этот эффект быть приписан присутствию тёмной материи в Солнечной системе, но такой тип интерпретации подразумевал присутствие количества тёмной материи, превышающего 3 10-4 солнечных масс. Но это противоречило бы тогда надёжности точности эфемерид, основанных на видимой массе. Известно, что паразитной массы на два порядка величины меньше было бы достаточно, чтобы создать наблюдаемые возмущения, в том числе для объектов, столь далёких, как Уран. След тёмной материи пришлось поэтому оставить, как и гипотезу роя «массивных нейтрино».
..Затем мы рассмотрели возможность изменения потенциала гравитации с учётом добавления силы Юкавы. Ссылка:
..M.M Nieto and T Goldman, Phys. Rev. Rep. 205, 221 (1991); 216, 343 (1992).
..Гравитационный потенциал становится тогда:
l — радиус действия этой новой силы. Этот тип модели приводит к постоянному ускорению:
где a1 — ньютоновское ускорение на расстоянии r1 = одна астрономическая единица. Мы также рассмотрели другие модели, где закон Ньютона модифицирован. Тем не менее, эта модификация закона Ньютона должна была бы тогда влиять на орбиты планет Солнечной системы. Для таких планет, как Марс, зонды типа Viking способны обнаруживать вариации орбитальных параметров порядка ста метров. Комбинируя эффекты, которым подвергались бы одновременно Марс и Земля, точность измерения составила бы тогда 150 метров. Однако:
The Pioneer effect is not seen.... a large error here would cause inconsistencies withe the overall planetary ephemeris.
Перевод: «Эффект Pioneer не обнаруживается.... столь большая ошибка была бы в противоречии с данными эфемерид».
...Следствие: если бы эта модификация закона Ньютона оказывала влияние на траектории Марса и Земли (то есть претендовала на универсальность), ограничения, налагаемые точностью измерений Viking, означают, что эффект должен был бы быть меньше 0.1 10-8 см/с2.
..*.*Consequently, if the anomalous radial acceleration acting on spinning spacecraft is gravitational in origin, it is not universal. That is, it must affect bodies in the 1000 kg range more than bodies of planetary size by a factort 100 or more. This would be a strange violation of the Equivalence Principle.
Перевод: Следовательно, если аномальное радиальное ускорение, выявленное для вращающихся вокруг себя зондов, имело бы гравитационное происхождение, эффект не соответствовал бы новому универсальному закону. Действительно, это означало бы, что этот эффект оказался бы более значительным для объектов, масса которых порядка тонны, чем для объектов, столь массивных, как планеты, и это с точностью до фактора ста.
...Попутно отметим, что данные Viking также анализировались с помощью второго кода (CHASMP), уже упомянутого выше.
...Вывод статьи: причина эффекта на данный момент остаётся полной загадкой. Конечно, тогда хочется задаться вопросом, не может ли такой эффект, впрочем слабый, хотя и вполне измеримый, быть обусловлен отталкивающим действием среды близнецовой материи, которая имеет тенденцию на всех масштабах просачиваться повсюду, где материя отсутствует. Согласно моей модели, «межзвёздный вакуум» содержал бы (в смежной по отношению к нашей вселенной) плотность близнецовой материи, гораздо более высокую, чем плотность материи, ставшей очень разреженной. Систематическое исследование, моделирование, компьютерные симуляции составили бы очень красивую тему диссертации. Увы, бедный аспирант, который отважился бы войти в такие воды, увидел бы свою карьеру исследователя немедленно и окончательно перечёркнутой.
Реми Шовен — автор фразы, которая послужит заключением:
...Когда хочешь что-то предпринять, сразу же против тебя оказываются:
...........- Люди, делающие то же самое
...........- Те, кто делает противоположное
...........- Те, кто ничего не делает.
Замечание мимоходом: можно было бы подумать (деталь, не упомянутая в статье), что этот эффект аномального ускорения может быть связан с «эффектом космологической постоянной». Но, поскольку наблюдаемый эффект действует в направлении замедления, следовало бы тогда говорить о «притягательной способности вакуума». С другой стороны, этот эффект должен был бы возрастать с расстоянием. Однако зонды Pioneer, или по крайней мере один из них, находятся на расстоянии около 60 астрономических единиц, то есть в 1013 метрах от Солнца. Помещая (среднюю) орбиту Плутона на пять миллиардов км, то есть 5 1012 метров, видно, что эти зонды, старейший из которых был запущен в 72 году, находятся на расстоянии двух диаметров Солнечной системы. Напротив, зонд Ulysses, который взбирается по космосу вне плоскости эклиптики, поднимается лишь на триста миллионов км, то есть на десятую часть орбиты Урана, или на шестую часть орбиты Плутона. Ulysses, следовательно, гораздо ближе к Солнцу. Однако аномалия ускорения, обнаруженная для Ulysses, составляет 12 10-8 см/с2, то есть в 1,4 раза больше аномалий, выявленных для зондов Pioneer. Это, по-видимому, априори исключает след «космологической постоянной».
...А как насчёт эффекта, связанного со средой отталкивающей близнецовой материи? В этой оптике, поскольку материя и близнецовая материя отталкиваются, там, где доминирует одна, другая отсутствует, и наоборот. В указанной мной схеме крупные конгломераты близнецовой материи располагались бы в центре «великих пустот», составляющих крупномасштабную структуру вселенной (VLS). Материя тогда располагалась бы в окрестности структур, напоминающих «соприкасающиеся мыльные пузыри», причём скопления галактик были бы точками соединения трёх слоёв. В этих «плитах»: галактики, купающиеся в среде горячей близнецовой материи, структурированной наподобие своеобразного швейцарского сыра, причём галактики гнездятся в лакунах. Но всё это остаётся схематичным. Близнецовая материя стремится просочиться повсюду, где может. Галактика не является однородным распределением материи. По отношению к звёздным популяциям это крошечные крупинки материи, населяющие огромные пустоты. В этих пустотах — облака межзвёздного газа, конечно. Но материя не вездесуща. Там, где она находится в разреженном состоянии, просачивается близнецовая материя. Можно поэтому вообразить, что межзвёздное пространство может содержать близнецовую материю в низкой плотности. Она тогда вносит вклад в «конфайнмент» системы, но минимальный. Солнечную систему по отношению к гравитации можно в первом приближении представить точечной массой: массой Солнца, то есть 2 1030 килограммов. По сравнению с этой массой планеты — лишь небольшие возмущающие объекты. Следовательно, если распределение близнецовой материи и существует, оно имело бы в первом приближении распределение, обладающее почти сферической симметрией. Между звёздами, вдали от Солнца, эта близнецовая материя имела бы почти постоянную плотность r*, которая падала бы при приближении к Солнцу. Именно эта лакуна, оказывая конфайнментное действие, тормозила бы космические зонды. Следовало бы оценить это распределение с помощью численных симуляций и посмотреть тогда, была бы такая интерпретация совместима с точностью эфемерид.
Счётчик инициализирован 12 декабря 2001 года. Число посещений:
